题目内容

7．空气中氧气含量测定再认识．
【你知道吗】通过实验（图1）测定了空气组成的科学家是C．
A．门捷列夫 B．达尔文 C．拉瓦锡 D．牛顿
【实验问题】实验室常用图2所示的方法测定空气中氧气的含量，写出红磷燃烧的化学方程式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，为保证测定结果，实验中所取红磷必须足量．同学们发现利用图2装置进行实验时，在集气瓶外点燃红磷，一方面会造成空气污染，另一方面伸进集气瓶速度慢了会影响测定结果．他们查阅资料发现白磷40℃即可燃烧，燃烧产物与红磷相同，于是改进装置（图3）重新探究．
【实验探究】先在容积为200.0mL的集气瓶里装进50.0mL的水，再在量筒内装入100.0mL的水，然后按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．
（1）集气瓶里预先装进的水，在实验过程中除了能够加快集气瓶冷却，还起到吸收五氧化二磷作用．（写出一种即可）
（2）如果白磷停止燃烧时立即记录量筒内剩余水的体积，则会导致测定结果偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（3）如果实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0mL，则测得的空气中氧气体积分数为18%．（用百分数表示）
【拓展探究】图4所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来，图5、图6是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强-时间关系图（该装置气密性良好，P0是集气瓶内初始气压，P和P′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）．

（1）写出木炭燃烧的化学方程式C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2．该实验中能否利用木炭燃烧测定空气中氧气含量，并说明理由不能，是因为木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，瓶中气压不变．
（2）从微观角度解释图5中反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的原因是反应放热，导致集气瓶中的微粒之间的间隔变大．
【交流反思】小明提出能否用铁丝代替上述实验中的红磷测定空气中氧气含量，同学们一致反对，理由是铁丝在空气中不能燃烧，写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．

分析 通过实验（图1）测定了空气组成的科学家是拉瓦锡；
【实验回顾】
红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷；
【实验探究】
五氧化二磷易溶于水；
根据提供的数据可以计算空气中氧气的含量；
【拓展延伸】
碳燃烧生成二氧化碳气体；
铁在空气中不能燃烧，在氧气中燃烧生成四氧化三铁．

解答 解：通过实验（图1）测定了空气组成的科学家是拉瓦锡．
故填：C．
【实验回顾】
红磷燃烧的化学方程式为：4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，为了保证测定结果，实验中所取红磷必须足量．
故填：4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5；足量．
【实验探究】
（1）集气瓶里预先装进的水，在实验过程中除了能够加快集气瓶冷却，还起到吸收五氧化二磷的作用．
故填：吸收五氧化二磷．
（2）如果白磷停止燃烧时立即记录量筒内剩余水的体积，由于温度过高而导致进入集气瓶中的水偏少，从而导致测定结果偏小．
故填：偏小．
（3）如果实验结束时量筒内剩余水的体积是73.0mL，则测得的空气中氧气体积分数为：$\frac{100mL-73.0mL}{150mL}$×100%=18%，
故填：18%．
【拓展延伸】
（1）木炭燃烧的化学方程式为：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；
该实验中不能用木炭燃烧测定空气中氧气含量，这是因为木炭燃烧生成二氧化碳气体，瓶中气压不变，会导致水不能进入集气瓶．
故填：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2；不能，是因为木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，瓶中气压不变．
（2）图5中反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的原因是反应放热，导致集气瓶中的微粒之间的间隔变大，从而导致压强增大．
故填：反应放热，导致集气瓶中的微粒之间的间隔变大．
【交流反思】
铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
故填：3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
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17．如图为物质的分类关系，①与②是并列关系，③包含在②中，若②是纯净物，则③不可能是（　　）
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18．下列物质中，属于纯净物的是（　　）
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15．回答下列与水有关的化学问题：
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2．在学习了催化剂的知识以后，某化学兴趣小组对催化剂产生了深厚兴趣．在用百度搜索“催化剂”时显示：“据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等”．他们决定对过氧化氢制氧气实验“寻找新的催化剂”．
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丙同学设计并进行了下列实验：在A试管加入W克的氧化铁，B试管中加入W克的二氧化锰，然后分别加入等体积的同种H2O2溶液，测量收集等体积氧气所需时间，见下表：
浓度
时间/min
催化剂		30%H2O2溶液15%H2O2溶液5%H2O2溶液
加入wg二氧化锰0.20.82.0
加入wg氧化铁7.09.016.0
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【知识延伸】
（1）查阅资料得知，氧化铜、硫酸铜、红砖粉末、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂．
（2）下列有关催化剂的说法中不正确的是D．
A．催化剂在化工生产过程中有重要作用
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12．过生日时，精美的蛋糕上都会插上漂亮的生日蜡烛，点燃后，让我们吹灭．我们学化学的第一个探究实验也是观察和描述蜡烛的燃烧．如图所示是实验中的几个步骤，请分析下列结论不正确的是（　　）
A．实验要先观察物质的物理性质，这是与平时点燃蜡烛的明显不同之处
B．由图1可以清楚地观察到外焰温度最高
C．由图2可见烧杯内澄清的石灰水变浑浊
D．由图3可证明蜡烛是气体燃烧
19．掌握常见仪器的特征和用途，有利于开展化学学习和研究．
请从下列常见仪器示意图中，选择适当字母的序号填空：

①量取一定体积的液体，需用到的仪器是AF；
②实验室常见的热源为C；
③常用作少量试剂间反应容器的是B；
④临时存放少量气体的仪器是G；
⑤常用于支撑和固定的仪器是H；
⑥用于配制较多量溶液的仪器是D．
16．下列各种微粒结构示意图中，与表示的意义一致的是（　　）
A．都是原子：B．都属于阴离子：
C．属于同一种元素：D．都属于阳离子：
17．下列各组日常生活中的变化，前者是物理变化，后者是化学变化的是（　　）
A．冰雪融化  湿衣服晾干B．剩饭变馊 用葡萄酿酒
C．液化气燃烧  蜡烛熔化D．电灯泡发光  铁锅生锈

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